专利名称：一种传输管线系统中点设施的定位方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种传输管线系统中点设施的定位方法与
直O
背景技术：
对于电信运营商来说，传输管线系统是最基础也是最为重要的设施，传输管线系统管理的优劣性直接会影响网络的运营情况。由于传输管线系统具有规模大、覆盖面积广、 变化频繁、不易维护的特点，所以每个电信运营商都会投入大量的资源用于传输管线系统的建设。传输管线系统可以被抽象为一系列的点设施与线设施，所述点设施包括人手井、 电杆、标石等，所述线设施是指以点设施作为起点和终点的一段传输管线。因此，在传输管线系统中，只有对点设施进行了正确的定位，正确确定点设施的位置信息，传输管线系统的其它信息，如线设施相关信息的准确性才会得到保证。目前点设施的位置定位方法有以下几种方案一、在传输管线系统中参照地理信息系统(Geography InformationSystem, GIS)地图中的建筑参照物，结合传输管线系统设计文件，确定点设施的位置信息。方案二、直接采用全球定位系统(GlcAal Position System，GPS)定位的方法确定点设施的经纬度位置信息。方案三、采用GPS与测绘相结合的方式确定点设施的经纬度位置信息。在上述方案一中，城市地区由于建筑物比较多，GIS地图中的参照物相对容易找至IJ，对点设施的定位精度较高，但在郊区等空旷的地区，在地标物较少的情况下，对点设施的定位精度会大幅下降，有时误差甚至会达到数百米，因此，采用方案一无法真正精确定位点设施的位置，其定位的点设施位置只能是大致信息。而且，采用这种方法需要将点设施与相对参照物的位置关系输入GIS地图后才能得到点设施的位置信息，由于点设施数量庞大，位置关系的录入也会耗费大量的人力资源。方案二采用GPS直接采集点设施所在位置的经纬度信息可以获得点设施的位置信息。但由于GPS存在静止时的飘移问题，且在城市地区由于周围建筑物所造成的干扰会造成GPS采集精度严重下降，所采集的点设施的位置误差最大可达到100米，且由于道路周边建筑物的不规律性，使得这种误差单纯依靠GPS本身无法预测和消除。因此，采用方案二所获得的定位结果通常会存在大量不确定性的误差。如果在利用GPS采集点设施的位置信息后人工用方案一的方法进行修正，不但会有效率较低的问题，而且由于人为的因素也会引入新的误差。方案三所得到的定位结果比较精确，但这一定位方法实现复杂、耗时较长。因此，寻找一种简单可靠，又可将误差控制在可以接受的范围的方法来确定点设施的位置信息成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种传输管线系统中点设施的定位方法与装置，用于解决现有技术中对传输管线点设施的定位误差大和实现复杂的问题。一种传输管线系统中点设施的定位方法，所述方法包括在沿待定位点设施的轨迹运行时，采集该轨迹上各采样点的轨迹信息，以及经过待定位点设施的时间信息，所述轨迹信息包括采样点的位置信息、运行时经过该采样点的时间信息；根据采集到的信息，针对每一待定位点设施执行确定与经过该待定位点设施的时间信息相邻的时间信息对应的采样点；根据确定的相邻的采样点的位置信息，确定该待定位点设施的位置信息。一种传输管线系统中点设施的定位装置，所述装置包括采集模块，用于在沿待定位点设施的轨迹运行时，采集该轨迹上各采样点的轨迹信息，以及经过待定位点设施的时间信息，所述轨迹信息包括采样点的位置信息、运行时经过该采样点的时间信息；相邻采样点确定模块，用于根据采集到的信息，针对每一待定位点设施，确定与经过该待定位点设施的时间信息相邻的时间信息对应的采样点；定位模块，用于根据确定的相邻的采样点的位置信息，确定该待定位点设施的位
直fe息。本发明实施例的方案中，沿着一条经过待定位点设施的轨迹运行，通过该轨迹上采样点的时间信息及经过轨迹上待定位点设施时的时间信息，查找出待定位点设施周围的采样点，进而利用查找出的周围的采样点的位置信息来确定待定位点设施的位置信息，确保待定位点设施的位置信息能够真实地反映点设施的位置，从而提高对点设施定位的精度。
图1为本发明实施例一提供的一种传输管线系统中点设施的定位方法流程示意图；图2为本发明实施例二提供的一种传输管线系统中点设施的定位方法流程示意图；图3(a)为本发明实施例三提供的一种传输管线系统中点设施的定位装置的结构示意图；图3(b)为本发明实施例三提供的一种传输管线系统中点设施的定位装置的结构示意图；图3(c)为本发明实施例三提供的一种传输管线系统中点设施的定位装置的结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例的方案中，为了更好的消除点设施定位过程中的误差，在定位点设施时，并不直接查找点设施的位置信息，而是沿着一条经过待定位点设施的轨迹运行，通过该轨迹上采样点的时间信息及经过轨迹上待定位点设施时的时间信息，查找出待定位点设施周围的采样点，进而利用查找出的周围的采样点的位置信息来确定待定位点设施的位置信息，确保待定位点设施的位置信息能够真实地反映点设施的位置，从而提高对点设施定位的精度。下面结合说明书附图和实施例对本发明技术方案进行详细说明。实施例一、本发明实施例一提供一种对传输管线系统中的点设施进行定位的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤步骤101 在沿待定位点设施的轨迹运行时，采集该轨迹上各采样点的轨迹信息。本步骤中确定轨迹的方式有多种，如通过车载或手持GPS的方式，沿点设施运行形成一条轨迹。在沿轨迹运行时，可通过GPS周期性地采样，并记录每次采样时采样点的轨迹信息，包括但不限于采样点的位置信息、运行时经过该采样点的时间信息和运行时经过该采样点的速度信息。步骤102 采集经过待定位点设施的时间信息。在运行过程中，当经过待定位点设施时，记录经过该待定位点设施的时间信息。需要说明的是，步骤101和步骤102都是在沿轨迹运行时执行的，因此，步骤101 和步骤102可同时执行。步骤103 根据采集到的信息，针对每一待定位点设施，确定与经过该待定位点设施的时间信息相邻的时间信息对应的采样点。由于采样点和待定位点设施的时间先后顺序与运行时经过采样点和待定位点设施的先后顺序相同，因此，通过本步骤可以确定每个待定位点设施周围相邻的采样点。步骤104 根据确定的相邻的采样点的位置信息，确定该待定位点设施的位置信肩、ο由于本实施例中采样点的位置信息是在运行过程中实时采样得到的，克服了静态采集位置信息时由漂移问题引起的测量误差，而待定位点设施的位置信息又是根据周围相邻的采样点的高精度位置信息计算确定的，因此，在步骤104中，根据周围的采样点的位置信息计算出的待定位点设施的位置信息的精度较高。下面通过实施例二对本发明实施例一进行详细说明。实施例二、如图2所示，为本发明实施例二提供的一种传输管线系统中点设施的定位方法流程示意图，具体步骤包括步骤201、沿待定位点设施的轨迹运行，采集该轨迹上各采样点的轨迹信息，以及经过所述待定位点设施的时间信息。本步骤中采集的采样点的数量为多个。轨迹信息可以是通过GPS定位系统或者其他系统，如北斗定位系统获得的，本发明实施例中以利用GPS确定轨迹信息为例进行说明。在利用GPS确定轨迹信息时，轨迹信息中的位置信息和时间信息可以是经纬度信息和经过该采样点的世界协调时间(Universal Time Coordinated，UTC)。
GPS可以以1秒为周期，沿轨迹依次采集采样点的轨迹信息。由于GPS以 NMEA-0183格式记录轨迹信息，若将每次采集的所有信息全部记录，需要的存储空间约为每小时数兆字节。本实施例方案中，为了减少对采集信息的存储空间的压力，可以对采集到的采样点的轨迹信息进行压缩编码，减少数据的存储量。所述压缩编码方案可以但不限于以下两种第一种压缩方案保存第一个采样点的完整轨迹信息，对其他采样点只保存该采样点相对于第一个或前一个采样点的变化量，从而减少数据存储所需的空间。第二种压缩方案只保存采集到的轨迹信息中有用的信息，如可以对采集的经纬度信息进行长度截取，确保长度截取后的经纬度信息能够满足定位精度的要求即可，还可以根据设定的GPS数据采集的周期，在连续采集的情况下，只保存一个采样点的时间信息， 其他采样点的时间信息根据周期间隔确定时间信息。如果在本步骤中对采集的轨迹信息进行了压缩，则在后续采用对应的解压缩方式得到轨迹信息。所述待定位点设施的时间信息是在沿轨迹运行时，在经过待定位点设施时通过手持GPS设备或车载GPS设备采集的UTC时间，该UTC时间精确到十分之一秒。在步骤201中通过动态方式采集到各采样点的位置信息，为了提高采样点的采样精度，本实施例的步骤202对位置信息的精确度较低的采样点进行筛选，优化采样点的位置信息，以便于最终得到的点设施的位置信息精度较高。步骤202、确定采样点中的有效采样点。确定有效采样点的方法包括但不限于以下两种方法一、由于在GPS使用过程中，不同的速度对应不同的误差种类。在GPS高速运动时， 误差主要来自运动的法线方向，且误差相对较小；而GPS静止或低速运动时，误差主要来自 GPS飘移产生的误差，误差相对较大。因此，可以根据轨迹信息中各采样点对应的速度信息， 对速度较低的采样点进行筛选。具体的筛选方式包括但不限于以下两种第一种筛选方式确定速度信息小于速度门限值的采样点，并删除确定的采样点。 通过第一种筛选方式删除位置信息误差较大的采样点，避免了通过位置信息误差较大的采样点来计算点设施的位置信息，从而影响点设施的位置信息精度的问题。第一种筛选方式首先，确定速度信息小于速度门限值的采样点，将确定出的采样点按照时间信息进行排序。例如速度信息小于速度门限值的采样点的数量为10，并按照时间信息排列为 采样点1、采样点2......采样点10。然后，将第一个采样点作为有效采样点，并执行以下操作根据采样点的位置信息，确定位于有效采样点之后、与有效采样点的距离大于第一距离门限值的首个采样点，将所述首个采样点作为有效采样点，并重复执行所述操作，直至所有速度信息小于速度门限值的采样点执行所述操作。假设所述第一距离门限值为25m，将采样点1作为有效采样点后，如果采样点2和采样点3与采样点1的距离不大于25m，且采样点4与采样点1的距离大于25m，则将采样点4作为有效采样点；继续执行本操作，确定与采样点4的距离大于25m的首个采样点为采样点7。若采样点8 采样点10与采样点7的距离都不大于25m，则完成本操作，确定采样点1、采样点4和采样点7为有效采样点。最后，删除速度信息小于速度门限值的采样点中除有效采样点之外的其他采样
点ο具体的，在本发明实施例中，可以将速度门限值设定为5km/h，将速度高于5km/h 的采样点作为有效采样点，将速度低于5km/h的采样点执行上述第一种筛选方式或第二种蹄选方式。方法二、由于点设施通常是建立在道路的两侧，因此，经过各待定位点设施的轨迹中的大部分采样点也应该分布在道路的两侧，而GIS矢量地图中提供了大量的标准道路信息，因此，可以利用GIS矢量地图对GPS采集的采样点进行筛选。具体的筛选方式为首先，读取GIS矢量地图中全部的道路中心线数据，将确定的每个采样点的位置信息转换为与GIS地图相同坐标系下的位置信息。然后，针对每一采样点的位置信息，判断是否存在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线。最后，根据判断结果执行以下操作若不存在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线，则确定该采样点是有效点。若存在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线，则进一步确定在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线的数量；若确定的道路中心线的数量为 1，则将道路中心线上与该采样点距离最近的点位置信息替换该采样点的位置信息，位置信息替换后的采样点作为有效采样点；若确定的道路中心线的数量大于1且任意两条道路中心线不相交，则将所有道路中心线中，与该采样点距离最近的点位置信息替换该采样点的位置信息，位置信息替换后的采样点作为有效采样点；若确定的道路中心线的数量大于1 且存在至少两条道路中心线相交，则删除该采样点。在本发明实施例中，可以将第二距离门限值设定为25m。上述确定有效采样点的方法一和方法二可以分别用于确定采样点中的有效采样点，也可以同时用于确定采样点中的有效采样点，若同时利用方法一和方法而确定有效采样点，则可以先利用方法一删除误差较大的采样点后，再利用方法二对采样点做进一步优化，从而进一步提高采样点位置信息的准确性。在利用步骤202的方法删除了采样点中误差较大的采样点之后，可以直接跳转至步骤204，也可以进一步利用步骤203对删除的采样点进行补充，补充后的采样点数量与删除的采样点数量相同。步骤203、对删除的采样点进行补充。针对步骤202中方法一中确定有效采样点的方法，则本步骤补充删除的采样点的方式具体包括
在删除了速度信息小于速度门限值的全部采样点时，针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法和速度信息不小于速度门限值的采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。在删除了速度信息小于速度门限值的采样点中除有效采样点之外的其他采样点时，针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法、速度信息不小于速度门限值的采样点以及有效采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。针对步骤202中方法二中确定有效采样点的方法，则本步骤具体包括针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法和未删除的采样点的位置信息， 为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。下面对三次样条曲线算法进行详细说明。设确定出的有效采样点序列中各采样点对应的时间信息序列为t”t2，……tn，对于每一个整数i，i > = 2且i < n-1，如果满足ti+1-ti > 1 (t的单位为秒)，则需要在第i 个有效采样点Ui, Yi)和第i+Ι个有效采样点(xw，yi+1)之间补m个有效采样点，且m =
ti+1 1。设j为[l，m]之间的整数，则根据三次样条曲线算法，所补点坐标(x' j;y'」)的计算方程为
权利要求
1.一种传输管线系统中点设施的定位方法，其特征在于，所述方法包括在沿待定位点设施的轨迹运行时，采集该轨迹上各采样点的轨迹信息，以及经过待定位点设施的时间信息，所述轨迹信息包括采样点的位置信息、运行时经过该采样点的时间 fn息；根据采集到的信息，针对每一待定位点设施执行确定与经过该待定位点设施的时间信息相邻的时间信息对应的采样点；根据确定的相邻的采样点的位置信息，确定该待定位点设施的位置信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨迹信息还包括运行时经过采样点的速度信息；在采集轨迹信息之后，且确定所述相邻的采样点之前，所述方法还包括 确定速度信息小于速度门限值的采样点，并删除确定的采样点； 或者确定速度信息小于速度门限值的采样点，将确定的采样点按照时间信息进行排序，将第一个采样点作为有效采样点，并执行以下操作根据采样点的位置信息，确定位于有效采样点之后、与有效采样点的距离大于第一距离门限值的首个采样点，将所述首个采样点作为有效采样点，并重复执行所述操作，直至所有速度信息小于速度门限值的采样点执行所述操作；删除速度信息小于速度门限值的采样点中除有效采样点之外的其他采样点。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，删除速度信息小于速度门限值的采样点，且确定所述相邻的采样点之前，所述方法还包括针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法和速度信息不小于速度门限值的采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息； 或者在删除速度信息小于速度门限值的采样点中除有效采样点之外的其他采样点之后，且确定所述两个采样点之前，所述方法还包括针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法、速度信息不小于速度门限值的采样点以及有效采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在采集轨迹信息之后，且确定所述相邻的采样点之前，所述方法还包括将确定的每个采样点的位置信息转换为与GIS地图相同坐标系下的位置信息； 针对每一采样点的位置信息，判断是否存在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线；若不存在，则确定该采样点是有效点；若存在，则进一步确定在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线的数量；若确定的道路中心线的数量为1，则将道路中心线上与该采样点距离最近的点位置信息替换该采样点的位置信息；若确定的道路中心线的数量大于1且任意两条道路中心线不相交，则将所有道路中心线中，与该采样点距离最近的点位置信息替换该采样点的位置信息；若确定的道路中心线的数量大于1且存在至少两条道路中心线相交，则删除该采样点。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，删除采样点之后，且确定所述相邻的采样点之前，所述方法还包括针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法和未删除的采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。
6.如权利要求1 5任一所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定待定位点设施的位置信息
7.一种传输管线系统中点设施的定位装置，其特征在于，所述装置包括采集模块，用于在沿待定位点设施的轨迹运行时，采集该轨迹上各采样点的轨迹信息， 以及经过待定位点设施的时间信息，所述轨迹信息包括采样点的位置信息、运行时经过该采样点的时间信息；相邻采样点确定模块，用于根据采集到的信息，针对每一待定位点设施，确定与经过该待定位点设施的时间信息相邻的时间信息对应的采样点；定位模块，用于根据确定的相邻的采样点的位置信息，确定该待定位点设施的位置信息。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述采集模块，还用于采集运行时经过采样点的速度信息； 所述装置还包括第一有效采样点确定模块，用于确定速度信息小于速度门限值的采样点，并删除确定的采样点； 或者确定速度信息小于速度门限值的采样点，将确定的采样点按照时间信息进行排序，将第一个采样点作为有效采样点，并执行以下操作根据采样点的位置信息，确定位于有效采样点之后、与有效采样点的距离大于第一距离门限值的首个采样点，将所述首个采样点作为有效采样点，并重复执行所述操作，直至所有速度信息小于速度门限值的采样点执行所述操作；删除速度信息小于速度门限值的采样点中除有效采样点之外的其他采样点。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一采样点补充模块，用于针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法和速度信息不小于速度门限值的采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息；或者针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法、速度信息不小于速度门限值的采样点以及有效采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二有效采样点确定模块，用于将确定的每个采样点的位置信息转换为与GIS地图相同坐标系下的位置信息，并针对每一采样点的位置信息，判断是否存在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线；若不存在，则确定该采样点是有效点；若存在，则进一步确定在与该采样点的距离小于第二距离门限值的道路中心线的数量；若确定的道路中心线的数量为1，则将道路中心线上与该采样点距离最近的点位置信息替换该采样点的位置信息；若确定的道路中心线的数量大于1且任意两条道路中心线不相交，则将所有道路中心线中，与该采样点距离最近的点位置信息替换该采样点的位置信息；若确定的道路中心线的数量大于1且存在至少两条道路中心线相交，则删除该采样点。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二采样点补充模块，用于针对每一删除的采样点，根据三次样条曲线算法和未删除的采样点的位置信息，为删除的采样点生成补充的采样点的位置信息，并将该删除的采样点的时间信息和速度信息作为补充的采样点的时间信息和速度信息。
12.如权利要求7 11任一所述的装置，其特征在于，所述定位模块，具体用于通过以下公式确定待定位点设施的位置信息
全文摘要
本发明提供一种传输管线系统中点设施的定位方法与装置，具体内容包括沿着一条经过待定位点设施的轨迹运行，通过该轨迹上采样点的时间信息及经过轨迹上待定位点设施时的时间信息，查找出待定位点设施周围的采样点，进而利用查找出的周围的采样点的位置信息来确定待定位点设施的位置信息，确保待定位点设施的位置信息能够真实地反映点设施的位置，从而提高对点设施定位的精度。
文档编号G01S19/50GK102455428SQ20101052624
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者李安平, 李永春, 杨芳芳, 王晟, 王真, 贾鹏 申请人:中国移动通信集团天津有限公司